日本污水处理及回收再利用实例分析
ExampleintroductiononwastewatertreatmentandreuseinJapan
宋晓红,李振海
(河北省电力研究院,河北石家庄 050021)
摘要:概述了日本污水处理及再利用的特点和经验;介绍了东京和福冈两个地区的回用实例;探讨了污水回用对回收水水质的关键要求。
关键词:日本;污水处理及再利用;实例分析
Abstract:Wastewaterresuecharacteristicsandsomeexperiencesarepresented.TwoimplementationexamplesinToky2oandFukuokaarediscussedindetail.Thekeypointsforwastewaterreclamationandresuearediscussed.Keywords:wastewaterreclamationandresume;implementationexample
中图分类号:X703.1 文献标识码:B 文章编号:1009-4032(2006)01-0037-03
日本位于亚洲季风区,年均降水量高达1730mm左右,约是世界平均值的2倍,但由于其地形、地貌及气象特征,少,和技术措施;,进行了相应的水源建设并建立了使用管理机构;投资兴建了全国范围的水坝水库;加快了各种节水方法在大型城市的推广实施,建设了大范围的城市污水回收利用系统以及地域性的污水处理厂。
。有些地方
,回。
截止到1991年,已建成投产876个集中污水处理站,每年经二级污水处理厂排出的水约有110×108m3,其出水主要用于工业、周围环境及河流补给、
农业灌溉、市内非饮用水及厕所冲洗、季节性融雪水和流失。
与干旱半干旱地区将再生水用于农业和耕地灌溉相反,在日本,污水再利用的主体是各种非饮用水,厕所冲洗水等市内用水、工业用水、河水补给水和城市景观用水。图1是日本和美国加州的污水回用途径及所占比例。
目前,日本污水回收再利用量不到处理量的1%,但其回收再利用范围有很大的地域性。在一些
1 日本污水处理及再利用特点
二战结束前,日本的污水处理基础设施非常有限。但自1958年开始的战后重建中,日本政府为了控制水污染、保护环境和提高城市环境质量,投巨资建造了广泛的排水系统和地方性的污水处理设施。
日本的污水回收再利用始于1951年。由于河流水质恶化,位于东京附近的mikawashima造纸厂决定使用污水处理后的再生水。随后,由于附近工厂
过量开采地下水,引起海水倒灌和地面下沉,使得当地地下水失去了可利用价值。从此,再生水的供应范围扩大到周围其他工厂。
近几十年来,污水回收再利用已成熟地应用于大部分非饮用水和城市污水回用系统。通常有两种回用方案:(1)污水处理和回收利用系统建设在一起,即处理和再利用设施以建筑物或小区为单位布置;(2)大范围地建设再生水市内分类管道系统和双重管道系统(即污水管道和再生水管道),以城市或
地区,再生水有时成为一个城市宝贵的就近水资源,能在突发事件如地震等紧急情况时得到充分利用。
表1为日本目前污水回收再利用的概况,包括几个现有的再利用典型实例。已有15000m3/d的水量用于补给Nakagawa/MikasagawaRiver开发区,另有一部分计划分别补给InagawaRiver(100000m3/d)和ArakawaRiver(303400m3/d)。
2 日本污水再利用标准
日本再生水水质标准大部分是基于保护公众身体健康,防止病源微生物产生而考虑的,目前广泛采用的是1981年建筑部门颁布的《污水回收再利用技术指导方针草稿》,表2是该标准的主要内容。
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图1 日本和美国加州污水回收再利用途径比较
表1 日本污水回收再利用现状
回用途径厕所冲洗
清洁用水工业用水冷却水稀释水农业灌溉环境用水土地灌溉融雪
污水处理厂/座
[1**********]11
回用量/×105m3・a-1
[***********]9272635985
污水处理厂名称
oKitaKyushuNishiura/FunabashiRendaiJi/KumamotoTamagawa2joryu/Tokyo
Ashiya/AshiyaYaeda/Aomori
流量/[***********][**************]0
用途
Shinjuku综合大厦JR特快列车
名古屋垃圾焚化厂粪肥厂灌溉区河流补给城市公园城市街道
表2 污水回收再利用再生水水质标准
指 标
大肠杆菌/个・ml-1残留氯(结合态)/mg・l外观浊度
BOD/mg・L-1
-1
冲洗厕所≤10痕量不使人厌恶
--
农田灌溉不得检出≤0.4不使人厌恶
--
环境用水不得检出
-
备注标准值标准值指导值指导值指导值指导值指导值
不使人厌恶
≤10≤10不使人厌恶
5.8～8.6
气味
pH
不使人厌恶
5.8～8.6
不使人厌恶
5.8～8.6
3 日本污水回收再利用实例分析
3.1 东京的污水回收再利用
近年来,由于人口的高密度和繁多的商业活动,
以及邻近辖区复杂的用水权限限制,东京地区现有的淡水资源已越来越不能满足需求。事实上,从1965年起,东京地区开发任何大型的新水源都是非常困难的,为此开始了从较远的流域调水、节水和污水回收再利用工作。其中节水和污水回收再利用在东京迅猛开展起来,水费也随着使用量的增加而急38
剧增长。为促进污水回收再利用,大部分新建的建筑要求提供2套供水管道系统(即新鲜水和再生水管道)。表3列出了东京的污水回收再利用概况。shinjuku地区的污水再利用方案和Nobidome河流清洁恢复方案自1984年起一直执行到现在。3.1.1 shinjuku地区污水再利用方案
从1965年开始运行的旧供水系统,不具备应对高人口密度和现代化城市所需的水量的供给能力,原有的排水和污水处理设施已不能满足处理要求,因此对污水处理厂进行了扩容、改造,扩容改造后的
2006年 宋晓红等:日本污水处理及回收再利用实例分析 第1期
污水最大处理量按4000m3/d设计,自1984年开始生产再生水。市政部门要求19层以上的大厦厕所冲洗水全部采用再生水,到1993年,写字楼和商贸大厦再生水的使用量达到了最大4300m3/d,平均2700m3/d。
表3 东京污水回收再利用概况
污水处理厂名称
ShibauraSunamachiMorigasakiMikawashimaOchiaitamaagawa
的三级处理后的污水(经过砂滤和除磷处理)。为进
一步改善河水的感官指标,1989年又增加了再生水的化学混凝(投加10～15mg/L的氯化铝)和臭氧氧化(投加量5～10mg/h)处理程序。整个工程总投资为4.3×109日元,运行成本(药剂费和用电费)为12日元/m3。公众对再生水的水质评价很高。3.2 福冈市的污水回收再利用工程
福冈市位于日本最南的岛屿———九州北部,占地约340km2,平均降水量约1600mm/a。然而,市内没有稳定可靠的工业和市政用水水源,城市周围也没有大河及可利用的地下水资源。过去福冈曾经历了严重的干旱,例如,1978年和1994年由于严重缺水,市内供水系统不得不限量供应300d。
福冈市在1979,并提出要追求:(1)推广节水13～15L减少到8～10);(2)防止和减少由于管;(3)厕所冲洗和环境绿化使用再生水;(4)开展节约用水的公众教育和宣传。
用再生水作为供水水源,是重要的节水措施之一。从1980年1月开始,12个公共建筑使用再生水做为盥洗室用水,总计400m3/d。随着城市的发展,城市需水量增加,1992年福冈又增加了再生水的供应能力,并在新的区域扩大了污水再利用工程范围,将服务范围从316hm2扩大到770hm2。到1995年8月,再生水产量增加到4500m3/h。
福冈的污水处理工艺一般采用标准活性污泥法二级处理加三级处理,三级处理包括粒状介质过滤和臭氧除味脱色,最后加氯消毒。水质监督除表2所列项目外,还增加了COD。所有水质检测指标都能满足要求。1993年的检测报告显示,当污水处理厂出水和用户端用水中的残留氯分别为3.2mg/L和0.6mg/L,COD分别为5.9mg/L和6.3mg/L时,对应的大肠杆菌数都小于10个/mL。为防止2套供水系统的管道混淆,再生水管涂为黄色,出厂时的包装上也包裹了写着“再生污水”的黄带子,并且在安装前进行颜色和电导率的测试。
收稿日期:2005202220;修回日期:2005210219
作者简介:宋晓红(19662),女,河北定州市人,高级工程师,长期从事污水处理方案设计及工程调试等工作。
再生水用途客运列车清洗抑制扬尘垃圾焚化厂工业用水厕所冲洗河流补给
处理量/×105m3・a-1
[***********]0
污水处理及再利用系统概况为:三级处理后的
污水通过砂滤器(单触媒压力式过滤器)后,从Ochi2ai地区的污水处理厂输送到Shinjuku心,输送距离约3km备,管路分布到每一个建筑的抽水马桶,管路总长2.9km。再生水先输送到每个建筑屋顶的贮罐内,再用0.5kg/cm2的压力送到各房屋中。到1991年,污水回收再利用设备容量扩大到8000m3/d。资金来源:1/2以上的工程创业基金来自日本政府(1.6×109日元),其余为贷款(1.0×109日元)和其他途径(0.5×109日元)。由于是政府出资组建,必须靠污水厂自行维护运行,建设时的贷款和运行维护成本必须通过再生水的销售收入来偿还,因而在月产水量为15000m3的情况下,再生水的出售价格为250日元/m3,月产水量超过15000m3时,则出售价格为200日
元/m3,外加3%的消费税。对于最终用户而言,再生水的价格低于家庭用新鲜水价。例如,当每月用水量为6000m3时,饮用水的取用价格是667日元/m3,再生水为540日元/m3,大约便宜20%。两套管路的运行成本由业主承担。3.1.2 Nobidome河河水恢复、清洁工程
Nobidome河位于东京近郊,有着迷人的自然环境。然而1976年由于上游水源改道,造成河流干涸,变成了一个露天的下水道和垃圾场。为使其恢复清洁,从Tomajo市污水处理厂调配了15000m/d
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日本污水处理及回收再利用实例分析
ExampleintroductiononwastewatertreatmentandreuseinJapan
宋晓红,李振海
(河北省电力研究院,河北石家庄 050021)
摘要:概述了日本污水处理及再利用的特点和经验;介绍了东京和福冈两个地区的回用实例;探讨了污水回用对回收水水质的关键要求。
关键词:日本;污水处理及再利用;实例分析
Abstract:Wastewaterresuecharacteristicsandsomeexperiencesarepresented.TwoimplementationexamplesinToky2oandFukuokaarediscussedindetail.Thekeypointsforwastewaterreclamationandresuearediscussed.Keywords:wastewaterreclamationandresume;implementationexample
中图分类号:X703.1 文献标识码:B 文章编号:1009-4032(2006)01-0037-03
日本位于亚洲季风区,年均降水量高达1730mm左右,约是世界平均值的2倍,但由于其地形、地貌及气象特征,少,和技术措施;,进行了相应的水源建设并建立了使用管理机构;投资兴建了全国范围的水坝水库;加快了各种节水方法在大型城市的推广实施,建设了大范围的城市污水回收利用系统以及地域性的污水处理厂。
。有些地方
,回。
截止到1991年,已建成投产876个集中污水处理站,每年经二级污水处理厂排出的水约有110×108m3,其出水主要用于工业、周围环境及河流补给、
农业灌溉、市内非饮用水及厕所冲洗、季节性融雪水和流失。
与干旱半干旱地区将再生水用于农业和耕地灌溉相反,在日本,污水再利用的主体是各种非饮用水,厕所冲洗水等市内用水、工业用水、河水补给水和城市景观用水。图1是日本和美国加州的污水回用途径及所占比例。
目前,日本污水回收再利用量不到处理量的1%,但其回收再利用范围有很大的地域性。在一些
1 日本污水处理及再利用特点
二战结束前,日本的污水处理基础设施非常有限。但自1958年开始的战后重建中,日本政府为了控制水污染、保护环境和提高城市环境质量,投巨资建造了广泛的排水系统和地方性的污水处理设施。
日本的污水回收再利用始于1951年。由于河流水质恶化,位于东京附近的mikawashima造纸厂决定使用污水处理后的再生水。随后,由于附近工厂
过量开采地下水,引起海水倒灌和地面下沉,使得当地地下水失去了可利用价值。从此,再生水的供应范围扩大到周围其他工厂。
近几十年来,污水回收再利用已成熟地应用于大部分非饮用水和城市污水回用系统。通常有两种回用方案:(1)污水处理和回收利用系统建设在一起,即处理和再利用设施以建筑物或小区为单位布置;(2)大范围地建设再生水市内分类管道系统和双重管道系统(即污水管道和再生水管道),以城市或
地区,再生水有时成为一个城市宝贵的就近水资源,能在突发事件如地震等紧急情况时得到充分利用。
表1为日本目前污水回收再利用的概况,包括几个现有的再利用典型实例。已有15000m3/d的水量用于补给Nakagawa/MikasagawaRiver开发区,另有一部分计划分别补给InagawaRiver(100000m3/d)和ArakawaRiver(303400m3/d)。
2 日本污水再利用标准
日本再生水水质标准大部分是基于保护公众身体健康,防止病源微生物产生而考虑的,目前广泛采用的是1981年建筑部门颁布的《污水回收再利用技术指导方针草稿》,表2是该标准的主要内容。
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图1 日本和美国加州污水回收再利用途径比较
表1 日本污水回收再利用现状
回用途径厕所冲洗
清洁用水工业用水冷却水稀释水农业灌溉环境用水土地灌溉融雪
污水处理厂/座
[1**********]11
回用量/×105m3・a-1
[***********]9272635985
污水处理厂名称
oKitaKyushuNishiura/FunabashiRendaiJi/KumamotoTamagawa2joryu/Tokyo
Ashiya/AshiyaYaeda/Aomori
流量/[***********][**************]0
用途
Shinjuku综合大厦JR特快列车
名古屋垃圾焚化厂粪肥厂灌溉区河流补给城市公园城市街道
表2 污水回收再利用再生水水质标准
指 标
大肠杆菌/个・ml-1残留氯(结合态)/mg・l外观浊度
BOD/mg・L-1
-1
冲洗厕所≤10痕量不使人厌恶
--
农田灌溉不得检出≤0.4不使人厌恶
--
环境用水不得检出
-
备注标准值标准值指导值指导值指导值指导值指导值
不使人厌恶
≤10≤10不使人厌恶
5.8～8.6
气味
pH
不使人厌恶
5.8～8.6
不使人厌恶
5.8～8.6
3 日本污水回收再利用实例分析
3.1 东京的污水回收再利用
近年来,由于人口的高密度和繁多的商业活动,
以及邻近辖区复杂的用水权限限制,东京地区现有的淡水资源已越来越不能满足需求。事实上,从1965年起,东京地区开发任何大型的新水源都是非常困难的,为此开始了从较远的流域调水、节水和污水回收再利用工作。其中节水和污水回收再利用在东京迅猛开展起来,水费也随着使用量的增加而急38
剧增长。为促进污水回收再利用,大部分新建的建筑要求提供2套供水管道系统(即新鲜水和再生水管道)。表3列出了东京的污水回收再利用概况。shinjuku地区的污水再利用方案和Nobidome河流清洁恢复方案自1984年起一直执行到现在。3.1.1 shinjuku地区污水再利用方案
从1965年开始运行的旧供水系统,不具备应对高人口密度和现代化城市所需的水量的供给能力,原有的排水和污水处理设施已不能满足处理要求,因此对污水处理厂进行了扩容、改造,扩容改造后的
2006年 宋晓红等:日本污水处理及回收再利用实例分析 第1期
污水最大处理量按4000m3/d设计,自1984年开始生产再生水。市政部门要求19层以上的大厦厕所冲洗水全部采用再生水,到1993年,写字楼和商贸大厦再生水的使用量达到了最大4300m3/d,平均2700m3/d。
表3 东京污水回收再利用概况
污水处理厂名称
ShibauraSunamachiMorigasakiMikawashimaOchiaitamaagawa
的三级处理后的污水(经过砂滤和除磷处理)。为进
一步改善河水的感官指标,1989年又增加了再生水的化学混凝(投加10～15mg/L的氯化铝)和臭氧氧化(投加量5～10mg/h)处理程序。整个工程总投资为4.3×109日元,运行成本(药剂费和用电费)为12日元/m3。公众对再生水的水质评价很高。3.2 福冈市的污水回收再利用工程
福冈市位于日本最南的岛屿———九州北部,占地约340km2,平均降水量约1600mm/a。然而,市内没有稳定可靠的工业和市政用水水源,城市周围也没有大河及可利用的地下水资源。过去福冈曾经历了严重的干旱,例如,1978年和1994年由于严重缺水,市内供水系统不得不限量供应300d。
福冈市在1979,并提出要追求:(1)推广节水13～15L减少到8～10);(2)防止和减少由于管;(3)厕所冲洗和环境绿化使用再生水;(4)开展节约用水的公众教育和宣传。
用再生水作为供水水源,是重要的节水措施之一。从1980年1月开始,12个公共建筑使用再生水做为盥洗室用水,总计400m3/d。随着城市的发展,城市需水量增加,1992年福冈又增加了再生水的供应能力,并在新的区域扩大了污水再利用工程范围,将服务范围从316hm2扩大到770hm2。到1995年8月,再生水产量增加到4500m3/h。
福冈的污水处理工艺一般采用标准活性污泥法二级处理加三级处理,三级处理包括粒状介质过滤和臭氧除味脱色,最后加氯消毒。水质监督除表2所列项目外,还增加了COD。所有水质检测指标都能满足要求。1993年的检测报告显示,当污水处理厂出水和用户端用水中的残留氯分别为3.2mg/L和0.6mg/L,COD分别为5.9mg/L和6.3mg/L时,对应的大肠杆菌数都小于10个/mL。为防止2套供水系统的管道混淆,再生水管涂为黄色,出厂时的包装上也包裹了写着“再生污水”的黄带子,并且在安装前进行颜色和电导率的测试。
收稿日期:2005202220;修回日期:2005210219
作者简介:宋晓红(19662),女,河北定州市人,高级工程师,长期从事污水处理方案设计及工程调试等工作。
再生水用途客运列车清洗抑制扬尘垃圾焚化厂工业用水厕所冲洗河流补给
处理量/×105m3・a-1
[***********]0
污水处理及再利用系统概况为:三级处理后的
污水通过砂滤器(单触媒压力式过滤器)后,从Ochi2ai地区的污水处理厂输送到Shinjuku心,输送距离约3km备,管路分布到每一个建筑的抽水马桶,管路总长2.9km。再生水先输送到每个建筑屋顶的贮罐内,再用0.5kg/cm2的压力送到各房屋中。到1991年,污水回收再利用设备容量扩大到8000m3/d。资金来源:1/2以上的工程创业基金来自日本政府(1.6×109日元),其余为贷款(1.0×109日元)和其他途径(0.5×109日元)。由于是政府出资组建,必须靠污水厂自行维护运行,建设时的贷款和运行维护成本必须通过再生水的销售收入来偿还,因而在月产水量为15000m3的情况下,再生水的出售价格为250日元/m3,月产水量超过15000m3时,则出售价格为200日
元/m3,外加3%的消费税。对于最终用户而言,再生水的价格低于家庭用新鲜水价。例如,当每月用水量为6000m3时,饮用水的取用价格是667日元/m3,再生水为540日元/m3,大约便宜20%。两套管路的运行成本由业主承担。3.1.2 Nobidome河河水恢复、清洁工程
Nobidome河位于东京近郊,有着迷人的自然环境。然而1976年由于上游水源改道,造成河流干涸,变成了一个露天的下水道和垃圾场。为使其恢复清洁,从Tomajo市污水处理厂调配了15000m/d
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